細菌對於碳水化合物的代謝試驗原理為:由於細菌各自具有不同的酶係統,對糖的分解能力不同,有的能分解某些糖產生酸和氣體,有的雖能分解糖產生酸,但不產生氣體,有的則不分解糖。據此可對分解產物進行檢測從而鑒別細菌。具體試驗方法有:①糖類發酵試驗是鑒定細菌最常用的生化反應,特別是對腸杆菌的鑒定尤為重要;②葡萄糖代謝類型鑒別試驗;③七葉苷水解試驗;④澱粉水解試驗;⑤甲基紅試驗;⑥V-P試驗;⑦β-半乳糖苷酶試驗(ONPG試驗)。
1.糖(醇、苷)類發酵試驗
(1)原理:由於各種細菌含有發酵不同糖(醇、苷)類的酶,故分解糖類的能力各不相同,有的能分解多種糖類,有的僅能分解1~2種糖類,還有的不能分解。細菌分解糖類後的終末產物亦不一致,有的產酸、產氣,有的僅產酸,故可利用此特點以鑒別細菌。
(2)培養基:在培養基中加入0.5%~1%的糖類(單糖、雙糖或多糖)、醇類(甘露醇、肌醇等)、苷類(水楊苷等)。培養基可為液體、半固體、固體或微量生化管幾種類型。
(3)方法:將分離的純種細菌,以無菌操作接種到糖(醇、苷)類發酵培養基中,置培養箱中培養數小時至兩周後,觀察結果。若用微量發酵管,或要求培養時間較長時,應保持濕度,以免培養基幹燥。
(4)結果:接種的細菌,若能分解培養基中的糖(醇、苷)類產酸時,培養基中的指示劑呈酸性反應。若產氣可使液體培養基中倒管內或半固體培養基內出現氣泡,固體培養基內有裂隙等現象。若不分解,培養基中除有細菌生長外,無任何其他變化。
(5)應用:是鑒定細菌最主要和最基本的試驗,特別對腸杆菌科細菌的鑒定尤為重要。
2.氧化-發酵試驗(O/F試驗)
(1)原理:細菌在分解葡萄糖的過程中,必須有分子氧參加的,稱為氧化型。氧化型細菌在無氧環境中不能分解葡萄糖。細菌在分解葡萄糖的過程中,可以進行無氧降解的,稱為發酵型。發酵型細菌無論在有氧或無氧的環境中都能分解葡萄糖。不分解葡萄糖的細菌稱為產堿型。利用此試驗可區分細菌的代謝類型。
(2)培養基:Hugh-Leifson培養基醫學教|育網搜集整理。
(3)方法:將待檢菌同時穿刺接種兩支HL培養基,其中一支培養基滴加無菌的液體石蠟(或其他礦物油),高度不少於1cm.將培養基於35℃培養48h或更長。
(4)結果:兩支培養基均無變化為產堿型或不分解糖型;兩支培養基均產酸為發酵型;若僅不加石蠟的培養基產酸為氧化型。
(5)應用:主要用於腸杆菌科細菌與非發酵菌的鑒別,前者均為發酵型,而後者通常為氧化型或產堿型。也可用於葡萄球菌與微球菌間的鑒別。
3.β-半乳糖苷酶試驗(ONPG試驗)
(1)原理:有的細菌可產生β-半乳糖苷酶,能分解鄰-硝基酚-β-D-半乳糖苷(ONPG),而生成黃色的鄰-硝基酚,在很低濃度下也可檢出。
(2)試劑:0.75M ONPG溶液:取80mg溶於15ml蒸餾水中,在加入緩衝液(6.9g NaH2P04溶於45ml蒸餾水中,用30% NaOH調整pH為7.0,再加水至50ml)5ml,置4℃冰箱中保存。0NPG溶液為無色,如出現黃色,則不應再用。
(3)方法:從克氏雙糖鐵培養基上取菌,於0.25ml無菌生理鹽水中製成菌懸液,加入一滴甲苯並充分振搖,使酶釋放。將試管置37℃水浴5min,加入0.25ml ONPG試劑,水浴20min~3h觀察結果。
(4)結果:菌懸液呈現黃色為陽性反應,一般在20~30min內顯色。
(5)應用:迅速及遲緩分解乳糖的細菌ONPG試驗為陽性,而不發酵乳糖的細菌為陰性。本實驗主要用於遲緩發酵乳糖菌株的快速鑒定。
4.七葉苷水解試驗
(1)原理:有的細菌可將七葉苷分解成葡萄糖和七葉素,七葉素與培養基中枸櫞酸鐵的二價鐵離於反應,生成黑色的化合物,使培養基呈黑色。
(2)培養基:七葉苷培養基、膽汁七葉苷培養基。
(3)方法:將待檢菌接種於七葉苷培養基中,培養後觀察結果。
(4)結果:培養基變為黑色為陽性,不變色者為陰性醫學教|育網搜集整理。
(5)應用:主要用於D群鏈球菌與其他鏈球菌的鑒別,前者陽性,後者陰性。也可用於革蘭陰性杆菌及厭氧菌的鑒別。
5.甲基紅試驗
(1)原理:某些細菌在糖代謝過程中,分解葡萄糖產生丙酮酸,丙酮酸可進一步分解,產生甲酸、乙酸、乳酸等,使培養基的pH降至4.5以下,當加入甲基紅試劑則呈紅色,為甲基紅試驗陽性。若細菌分解葡萄糖產酸量少,或產生的酸進一步轉化為其他物質(如醇、酮、醚、氣體和水等),則培養基的酸度仍在pH6.2以上,故加入甲基紅指示劑呈黃色,是為陰性。
(2)培養基:葡萄糖蛋白腖水培養基。
(3)方法:將待檢菌接種於上述培養基中,培養2~4d,於培養基內加入甲基紅試劑,立即觀察結果。
(4)結果:呈現紅色為陽性;橘紅色為弱陽性;黃色為陰性。
(5)應用:主要用於鑒別大腸埃希菌與產氣腸杆菌,前者為陽性,後者為陰性。此外腸杆菌科中沙門菌屬、誌賀菌屬、枸櫞酸杆菌屬、變形杆菌屬等為陽性,而腸杆菌屬、哈夫尼亞菌屬則為陰性醫學教|育網搜集整理。
6.V-P試驗
(1)原理:某些細菌在糖代謝過程中,分解葡萄糖產生丙酮酸,丙酮酸脫羧產生乙酰甲基甲醇,乙酰甲基甲醇在堿性環境中,被空氣中的氧氧化為二乙酰,進而與培養基內蛋白腖中精氨酸所含的胍基起作用,生成紅色化合物,則為V-P試驗陽性。若培養基中胍基含量較少,則可加入少量含胍基化合物,如肌酸或肌酐等。試驗時加入a-萘酚可加速此反應。
(2)培養基:葡萄糖蛋白腖水培養基醫學教|育網搜集整理。
(3)方法:將待檢菌接種於上述培養基中,於35℃培養48h後加入甲液(6% α-萘酚酒精溶液)和乙液(40% KOH溶液),振搖。
(4)結果:在數分鍾內出現紅色為陽性;如無紅色出現且於35℃4h後仍如故者即為陰性。
(5)應用:本試驗常與甲基紅試驗一起使用,因為前者陽性的細菌,後者通常為陰性。
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